Alumínio Anodizado Explicado: Benefícios, Processo e Respostas a 5 Perguntas Comuns

Anodização está entre as operações de pós-processamento mais comuns realizadas em peças de alumínio. É um processo eletroquímico que envolve imergir uma peça de alumínio em uma série de tanques, convertendo a superfície do alumínio em um acabamento durável e resistente à corrosão.

Para determinar se a anodização é a escolha certa para uma peça específica, designers de produtos devem primeiro entender como ela afeta a resistência, espessura, cor e condutividade térmica do alumínio.

Este artigo apresenta respostas a cinco perguntas frequentes sobre alumínio anodizado. Se você busca implementar anodização em seu produto usinado, este artigo é para você!

1) Como a Anodização Funciona?

O processo de anodização envolve mergulhar e tratar uma peça de alumínio limpa em um banho químico eletrolítico. Este banho químico é tipicamente feito de ácido sulfúrico ou crômico (uma solução condutora eletricamente).

Em seguida, uma corrente elétrica contínua é aplicada a este banho químico, criando uma carga elétrica positiva na peça de alumínio e uma carga negativa nas placas do eletrólito. A reação eletroquímica resultante cria poros na superfície da peça. Esses poros se ligam aos íons O₂ carregados negativamente no eletrólito para formar uma camada de óxido celular (óxido de alumínio) no componente.

Fonte da imagem: Vicente Neto, CC BY 4.0, via Wikimedia Commons

Esta camada de óxido de alumínio é mais durável e resistente à corrosão do que o substrato de alumínio subjacente. No entanto, quase toda peça de alumínio cria naturalmente uma camada de óxido de alumínio quando exposta à atmosfera. Então, o que torna o processo de anodização único e por que você deveria passar pelo incômodo de alcançar algo que ocorre naturalmente?

2) Por Que Anodizar Peças de Alumínio?

Quando você expõe uma peça de alumínio comum à atmosfera, uma camada de óxido de alumínio se forma sobre a superfície da peça. No entanto, esta camada é geralmente muito fina e pode desgastar facilmente, especialmente quando você a arranha ou a usa em áreas com ar poluído.

No entanto, diferentemente do alumínio comum, uma peça de alumínio anodizado tem seu óxido de alumínio profundamente dentro do substrato de alumínio. Por exemplo, os poros (e a camada de óxido celular) formados na reação eletroquímica podem atingir até 25 mícrons. Como resultado, você teria um componente de alumínio resistente à corrosão, resistente a arranhões e que pode suportar quase qualquer ataque químico.

3) A Anodização Torna as Peças de Alumínio Mais Resistentes?

Testador de dureza de material

A anodização não torna um componente de alumínio mais forte ou mais fraco. Em vez disso, aumenta a dureza do alumínio — que descreve a resistência do componente de alumínio a indentação superficial, arranhões ou abrasão. Por exemplo, um componente de alumínio anodizado pode ser três vezes mais duro que a liga de alumínio original.

Além disso, peças de alumínio anodizado são tipicamente mais leves que outros metais como cobre e aço inoxidável. Esta característica única as torna ideais para aplicações aeroespaciais que requerem metais leves.

4) A Anodização Melhora a Condutividade Térmica do Alumínio?

A condutividade térmica descreve a capacidade de um material de transferir ou conduzir calor. Essa capacidade aumenta com a quantidade de fluxo de calor, espessura do material e área de superfície do material.

Como a anodização forma uma camada de óxido adicional na superfície de um componente de alumínio, você concordaria que ela aumenta a espessura e a área de superfície do componente. Como resultado, o alumínio anodizado terá condutividade térmica melhorada do que um componente de alumínio sem acabamento. Isso torna peças de alumínio anodizado ideais para as atuais aplicações de dissipadores de calor encontradas em eletrônicos e outros sistemas térmicos.

5) Quais São os Tipos de Anodização?

A anodização é comumente classificada de acordo com o padrão MIL-A-8625 em três tipos:

• Tipo I de Anodização
• Tipo II de Anodização
• Tipo III de Anodização

O processo de anodização Tipo I, também chamado de anodização com ácido crômico, usa um banho químico de ácido crômico para criar revestimentos (ou camada de óxido) na superfície do alumínio. Produz um revestimento fino (até 2,5 mícrons) e é ideal em aplicações onde você requer proteção mínima contra corrosão e adesão de tinta.

O processo de anodização Tipo II usa um banho químico de ácido sulfúrico para criar uma camada de óxido no componente de alumínio. Este tipo de anodização produz uma camada de óxido tão espessa quanto 25 mícrons, tornando-os mais resistentes à corrosão do que peças de alumínio anodizado Tipo I. Além disso, como têm camadas de óxido mais espessas (e poros), são melhores na retenção de corantes e coloração do que peças anodizadas "Tipo I".

O processo de anodização Tipo III, também chamado de anodização de revestimento duro, produz camadas de óxido mais espessas que 25 mícrons. Usa ácido sulfúrico como banho químico, como a anodização Tipo II. No entanto, a corrente elétrica neste processo é feita fluir por períodos mais longos do que na anodização Tipo II. Isso permite que produzam camadas mais espessas e os torna mais resistentes à corrosão do que peças anodizadas Tipo I e Tipo II.

6) O Custo da Anodização de Alumínio em Casa

Se você procura uma maneira de proteger seus produtos de alumínio e economizar dinheiro, a anodização é uma excelente escolha. Este processo é muito superior à pintura e pode ser feito em sua própria casa por uma fração do custo.

O custo real associado ao processo varia dependendo de onde você mora e da peça que deseja anodizar. Quanto maior a peça e mais duro o revestimento, maior o custo. No entanto, ainda é mais barato e rápido fazer em casa.

Ao anodizar alumínio em escala, a coisa importante a ter em mente é configurar seu equipamento em um local bem ventilado. Além disso, comprar seus itens a granel ajudará a economizar dinheiro.

Obter ácido sulfúrico pode ser desafiador dependendo de onde você mora, mas geralmente pode ser encontrado em lojas de suprimentos de extintores de incêndio ou empresas de suprimentos científicos/químicos. No entanto, comprar ácido sulfúrico a granel pode exigir licença ou permissão, então verifique com as autoridades locais primeiro.

7) Materiais Necessários para Anodizar Alumínio

A maioria dos materiais necessários para anodizar alumínio são básicos e fáceis de encontrar. Eles também são relativamente baratos. Se você quiser fazer isso regularmente em casa, pode querer configurar sua própria estação de anodização.

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Aqui estão os itens que você precisará:

• Água destilada
• Tanques e recipientes para segurar líquidos durante o processo
• Ácido sulfúrico
• Um cátodo
• Neutralizador de ácido
• Desengraxante
• Fio de alumínio ou fio de titânio
• Soda cáustica
• Corante (qualquer cor que você desejar)
• Uma bateria (ou qualquer outra fonte de energia)

Você também vai querer encontrar um local bem ventilado para configurar a estação de anodização; certifique-se de usar óculos, luvas e um respirador.

Além dos itens listados, você também vai querer comprar algumas coisas opcionais, que, em nossa opinião e experiência, tornarão o trabalho mais fácil. Estes incluem:

• Bolas de pingue-pongue (você pode colocar no tanque para evitar acúmulo de névoa ácida)
• Um agitador
• Chaleira barata para o corante
• Um termômetro de cozinha para verificar as temperaturas

8) Anodização de Alumínio – Passos Básicos

Depois de coletar tudo o que listamos acima, tudo o que você precisa fazer é seguir os passos abaixo.

1 – Use lã de aço ou até mesmo uma almofada de lavar louça levemente abrasiva para esfregar a superfície do alumínio que você vai anodizar. Isso ajudará a remover quaisquer marcas de usinagem do metal.

2 – O próximo passo é colocar todo o seu equipamento de segurança, ou seja, luvas, óculos, etc.

3 – Limpe a peça usando um desengraxante e depois lave-a com água destilada.

4 – Prepare a solução de soda cáustica, geralmente 10 a 20%. Adicione cerca de quatro colheres de sopa de soda cáustica a um galão de água. Misture esta solução com água destilada pura e coloque as peças nela. Use luvas de borracha e espere alguns minutos enquanto a solução penetra no alumínio. Você deve ver bolhas subindo indicando que a superfície do alumínio está sendo limpa. Isso não deve levar mais de 5 minutos.

5 – Retire a peça do banho de soda cáustica e lave-a com água destilada. Certifique-se de que a peça esteja limpa. Se você vir que a água forma gotas na superfície, lave-a mais algumas vezes.

6 – Você então vai querer prender a peça conectando-a a fio de alumínio ou titânio. Deve ter uma conexão sólida e lembre-se de que haverá uma marca não anodizada onde o fio estava em contato com a peça. Então, escolha o local com sabedoria.

7 – O próximo passo é criar um banho vertendo ácido sulfúrico em água destilada. Você faz isso misturando 1 parte de ácido com três partes de água destilada. No entanto, independentemente da temperatura ambiente, é essencial garantir que o banho esteja a 70 graus Fahrenheit (cerca de 21°C). Se subir acima desta temperatura ou cair abaixo de 65°F (18°C), arruinará o processo e os resultados serão decepcionantes.

8 – Você então adicionará o cátodo ao tanque, mas certifique-se de que não toque a peça que você deseja anodizar. As peças que você deseja anodizar devem ficar suspensas no tanque, garantindo que não toquem em nada. Você então adiciona um pequeno aquecedor e um termômetro. A superfície do banho também pode ser coberta com bolas de pingue-pongue.

9 – Não inicie o processo até que a temperatura no banho seja de 70 graus.

10 – Em seguida, conecte sua fonte de alimentação e conecte ao terminal positivo da bateria ou da fonte. O negativo é então conectado ao cátodo. Aqui é onde você precisa ter cuidado porque o banho começará a emitir fumos perigosos.

11 – Você vai querer definir a amperagem com base na área de superfície que deseja anodizar. Se quiser uma superfície dura, defina para 0,03 amps por polegada quadrada; se quiser algo mais macio, que absorva o corante, ajuste para 0,02 amps.

12 – Recomendamos inicialmente começar com 16 volts. Alguns calculadores online podem ajudar com isso, mas em casa, 16 volts é bastante bom. No entanto, o importante aqui é ficar de olho na temperatura no tanque à medida que o processo avança. A temperatura costuma aumentar durante o processo, então você não pode deixá-lo sozinho.

13 – Uma vez que o processo de anodização comece, você pode começar a aquecer os corantes. A maioria das cores funcionará bem a 140°F (60°C), mas você pode querer resfriar algumas cores. Todas as marcas de tinta são um pouco diferentes e merecerão alguma experimentação.

14 – Você então prepara um tanque de água destilada e outro com neutralizador de ácido.

15 – Uma vez concluído, desligue a energia, remova as peças do tanque e mergulhe-as em água destilada por 15 segundos. Depois enxágue no tanque neutralizador por cerca de 5 minutos. Você vai querer fazer uma segunda rodada de enxágue no neutralizador por 5 minutos. Depois novamente com água destilada antes de mergulhar as peças no corante. As peças absorverão a cor instantaneamente, mas você terá que deixá-las por cerca de 15 minutos, dependendo da intensidade desejada.

16 – Uma vez concluído o processo de tingimento, você precisa ferver as peças por 15 minutos. Isso ajudará a fixar o corante, garantindo uma vedação dura.

Acabamento de Alumínio Anodizado: A Gensun Pode Ajudar

Agora que você sabe pelo menos algo sobre acabamentos de anodização, concordará que peças de alumínio anodizado oferecem várias vantagens sobre peças de alumínio comuns. No entanto, o processo de anodização não é tão simples quanto parece: requer tecnologias e expertise especiais.

A Gensun Precision Machining é uma fornecedora líder de serviços de manufatura de alta qualidade na Ásia. Não apenas fabricamos produtos com precisão usando nossas tecnologias de usinagem CNC de última geração, mas também fornecemos uma ampla gama de serviços de acabamento superficial, incluindo acabamentos de anodização de alumínio.

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Nota: Este artigo foi publicado originalmente em abril de 2021 e atualizado em maio de 2022